(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と回転子とを収容するハウジングを備える車両用交流発電機において、
前記ハウジングは、
径方向の壁面に設けられた複数の径方向窓と、
前記径方向窓よりも径方向外側に、この径方向窓と離間して設けられるとともに、前記複数の径方向窓が形成された前記壁面と同じ側に凸となる曲面形状を有する壁部と、
を備え、前記ハウジングの一部として前記壁部を一体鋳造したことを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
請求項１において、
前記ハウジングは、軸方向の壁面に設けられた複数の軸方向窓を有し、
前記壁部は、前記軸方向窓の径方向外側まで延在していることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記壁部は、一方の軸方向端面が前記壁面の一方の軸方向端面と同じ軸方向位置に設定されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項４】
請求項３において、
前記壁部および前記壁面は、径方向に延在する連結部を介して連結されていることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記ハウジングにはフロントハウジングとリヤハウジングが含まれており、
前記壁部は、前記フロントハウジングと前記リアハウジングのそれぞれに設けられていることを特徴とする車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車やトラック等に搭載される車両用交流発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている一般的な車両用交流発電機は、固定子とその内周側に対向配置された回転子とがハウジングに収容されており、回転子の回転に伴う発電時には回転子に備わった冷却ファンも回転し、ハウジングに設けられた吐出窓から冷却風を排出する構造になっている。
【０００３】
走行中の車両においては、ハウジングの吐出窓から回転子等の内部が直接見える構造の場合には、この吐出窓に向かって飛来する水滴等が直接内部に浸入するおそれがある。このような車両用交流発電機内部の被水を防止する従来技術として、車両用交流発電機の外周側に防水カバーを取り付ける防水構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１４３１５２号公報（第４−６頁、図１−５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示された防水構造では、車両用交流発電機とは別部品としての防水カバーを用いているため、部品点数や組付工数が増加し、コストが増大するという問題があった。また、最も簡単な対策としては、水が浸入する側の吐出窓を塞いでしまえばよいが、これでは冷却風量の低下に伴って冷却性が悪化し、固定子や回転子等の温度が上昇してしまうため、有効な対策とはいえない。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、冷却性の悪化を防止することができ、コストの増大を抑えつつ防水性を高めることができる車両用交流発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用交流発電機は、固定子と回転子とを収容するハウジングを備えており、ハウジングは、径方向の壁面に設けられた複数の径方向窓と、径方向窓よりも径方向外側に、この径方向窓と離間して設けられた壁部とを備え、ハウジングの一部として壁部を一体鋳造している。
【０００７】
遮蔽したい径方向窓の径方向外側にこの径方向窓から離間した壁部が配置されているため、車両用交流発電機の近傍に侵入した水がこの径方向窓に到達することを有効に阻止して防水性を高めることができる。また、壁部をハウジングと一体鋳造しており、部品の追加を伴わないため、コストの増大を抑えることができる。さらに、径方向窓と壁部との間に空間が確保されているため、径方向窓を介した吸排気が可能であり、径方向窓を塞いで防水性を高める場合に比べて、冷却性の悪化を防止することができる。
【０００８】
また、上述したハウジングは、軸方向の壁面に設けられた複数の軸方向窓を有し、壁部は、軸方向窓の径方向外側まで延在していることが望ましい。これにより、径方向窓だけでなく軸方向窓も含めた防水性の向上が可能となる。
【０００９】
上述した壁部は、複数の径方向窓が形成された壁面と同じ側に凸となる曲面形状を有する。また、一方の軸方向端面が壁面の一方の軸方向端面と同じ軸方向位置に設定されていることが望ましい。壁部を曲面形状とすることにより、平面形状とした場合に比
べて強度を向上させることができ、壁部の軸方向端面の位置を壁面と同じにすることにより鋳造時の湯流れを良好にして成形性を向上させることができ、信頼性と造り易さを両立させることができる。
【００１０】
また、上述した壁部および壁面は、径方向に延在する連結部を介して連結されていることが望ましい。これにより、壁部の強度をさらに向上させることができる。
【００１１】
また、上述したハウジングにはフロントハウジングとリヤハウジングが含まれており、
壁部は、フロントハウジングとリアハウジングのそれぞれに設けられていることが望ましい。これにより、防水性をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。また、図２は一実施形態の車両用交流発電機の正面図である。図１および図２に示すように、本実施形態の車両用交流発電機１は、固定子２、回転子３、ブラシ装置４、整流装置５、フロントハウジング６Ａ、リヤハウジング６Ｂ、リヤカバー７、プーリ８等を含んで構成されている。
【００１３】
固定子２は、固定子鉄心２１と、この固定子鉄心２１に形成された複数個のスロットに所定の間隔で巻き回された三相の固定子巻線２３とを備えている。回転子３は、絶縁処理された銅線を円筒状かつ同心状に巻き回した界磁巻線３１を、それぞれが複数個の爪部を有するポールコア３２によって、回転軸３３を通して両側から挟み込んだ構造を有している。フロント側のポールコア３２の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風を軸方向および径方向に吐き出すために軸流式の冷却ファン３４が溶接等によって取り付けられている。リヤ側のポールコア３２の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷却風を径方向に吐き出すために遠心式の冷却ファン３５が溶接等によって取り付けられている。
【００１４】
ブラシ装置４は、整流装置５から回転子３の界磁巻線に３１に励磁電流を流すためのものである。整流装置５は、三相の固定子巻線２３の出力電圧である三相交流電圧を整流して直流の出力電力を得るためのものである。
【００１５】
フロントハウジング６Ａおよびリヤハウジング６Ｂは、上述した回転子３および固定子２を収納しており、回転子３が回転軸３３を中心に回転可能な状態で支持されているとともに、回転子３のポールコア３２の外側に所定の隙間を介して配置された固定子２が固定されている。この固定子２の固定は、回転子３の回転方向に沿って等間隔に設けられた４箇所の支持部１２０にボルト１２２を通して締め付けることにより行われる。フロントハウジング６Ａおよびリヤハウジング６Ｂの詳細については後述する。
【００１６】
フロントハウジング６Ａには、固定子鉄心２１の軸方向端面から突出したフロント側の固定子巻線２３に対向した径方向の壁面に冷却風を排出するための複数の径方向窓６１が、軸方向の壁面に冷却風を吸入するための複数の軸方向窓６３がそれぞれ形成されている。同様に、リヤハウジング６Ｂには、固定子鉄心２１の軸方向端面から突出したリヤ側の固定子巻線２３に対向した径方向の壁面に冷却風を排出するための複数の径方向窓６２が、軸方向の壁面に冷却風を吸入するための複数の軸方向窓６４がそれぞれ形成されている。
【００１７】
リヤカバー７は、リヤハウジング６Ｂの外側に取り付けられるブラシ装置４、整流装置５およびＩＣレギュレータ１２の全体を覆って、これらを保護するためのものである。
【００１８】
上述した構造を有する車両用交流発電機１は、ベルト等を介してプーリ８にエンジン（図示せず）からの回転力が伝えられると回転子３が所定方向に回転する。この状態で回転子３の界磁巻線３１に外部から励磁電圧を印加することにより、ポールコア３２のそれぞれの爪部が励磁され、固定子巻線２３に三相交流電圧を発生させることができ、整流装置５の出力端子からは直流の出力電力が取り出される。
【００１９】
また、回転子３とともにフロント側の冷却ファン３４が回転すると、フロントハウジング６Ａの軸方向窓６３を通して冷却風が内部に導入されて回転子３や固定子２が冷却される。冷却とともに温度が上昇した冷却風はフロントハウジング６Ａの径方向窓６１を通して排出される。同様に、回転子３とともにリヤ側の冷却ファン３５が回転すると、リヤハウジング６Ｂの軸方向窓６４を通して冷却風が内部に導入され、リヤハウジング６Ｂに取り付けられたブラシ装置４、整流装置５、ＩＣレギュレータ１２やリヤハウジング６Ｂ内に備わった回転子３、固定子２が冷却される。冷却とともに温度が上昇した冷却風はリヤハウジング６Ｂの径方向窓６２を通して排出される。
【００２０】
ところで、本実施形態のフロントハウジング６Ａおよびリヤハウジング６Ｂは、径方向窓６１、６２よりも径方向外側に、これらの径方向窓６１、６２と離間して設けられた壁部を有するとともに、この壁部をフロントハウジング６Ａやリヤハウジング６Ｂの一部として一体鋳造（例えば、アルミダイカストにより製造）したことに特徴がある。
【００２１】
フロントハウジング６Ａは、車両用交流発電機１をエンジンブロック（図示せず）に取り付けるために用いられる２本のステー１１０、１１２と、これらのステー１１０、１１２のそれぞれの根元部近傍であって側面に等間隔に配置された合計４つの支持部１２０と、ステー１１０の一方の根元部近傍とステー１１２の一方の根元部近傍の２つの支持部１２０をつなぐように設けられた壁部１３０とを有する。
【００２２】
壁部１３０は、径方向の壁面１３２に設けられた複数の径方向窓６１よりも径方向外側であって、これらの径方向窓６１に対して離間するように形成されている。また、この壁部１３０は、軸方向に沿った一方端が、フロントハウジング６Ａに設けられた軸方向窓６３の径方向外側まで延在しており、径方向外側から見たときに軸方向窓６３が壁部１３０に遮蔽されるようになっている。また、壁部１３０は、この壁部１３０で覆われる複数の径方向窓６１が形成された壁面１３２と同じ側に凸となる曲面形状を有するとともに、軸方向に沿った他方端（軸方向端面）の位置が径方向窓６１が形成された壁面１３２の軸方向端面の位置と同じになるようにその軸方向長さが設定されている。また、図２に示すように、壁部１３０と壁面１３２は、径方向に延在する連結部１３４を介して連結されている。
【００２３】
同様に、リヤハウジング６Ｂは、車両用交流発電機１をエンジンブロック（図示せず）に取り付けるために用いられる１本のステー２１０と、このステー２１０の根元部を含んで側面に等間隔に配置された合計４つの支持部２２０と、２つの支持部２２０をつなぐように設けられた壁部２３０とを有する。
【００２４】
壁部２３０は、径方向の壁面２３２に設けられた複数の径方向窓６２よりも径方向外側であって、これらの径方向窓６２に対して離間するように形成されている。また、この壁部２３０は、軸方向に沿った一方端が、リヤハウジング６Ｂに設けられた軸方向窓６４の径方向位置やリヤカバー７の開口位置まで延在しており、径方向外側から見たときに軸方向窓６４やリヤカバー７の開口部分が壁部２３０に遮蔽されるようになっている。また、壁部２３０は、この壁部２３０で覆われる複数の径方向窓６２が形成された壁面２３２と同じ側に凸となる曲面形状を有するとともに、軸方向に沿った他方端（軸方向端面）の位置が径方向窓６２が形成された壁面２３２の軸方向端面の位置と同じになるようにその軸方向長さが設定されている。また、壁部２３０と壁面２３２は、径方向に延在する連結部２３４を介して連結されている。
【００２５】
このように、本実施形態の車両用交流発電機１では、遮蔽したい径方向窓６１、６２の径方向外側にこれらの径方向窓６１、６２から離間した壁部１３０、２３０が配置されているため、車両用交流発電機１の近傍に侵入した水がこれらの径方向窓６１、６２に到達することを有効に阻止して防水性を高めることができる。また、壁部１３０、２３０をフロントハウジング６Ａやリヤハウジング６Ｂと一体鋳造しており、部品の追加を伴わないため、コストの増大を抑えることができる。さらに、径方向窓６１、６２と壁部１３０、２３０との間に空間が確保されているため、径方向窓６１、６２を介した冷却風の排気が可能であり、径方向窓６１、６２を塞いで防水性を高める場合に比べて、冷却性の悪化を防止することができる。
【００２６】
また、壁部１３０、２３０を軸方向窓６３、６４の径方向外側まで延在させることにより、径方向窓６１、６２だけでなく軸方向窓６３、６４も含めた防水性の向上が可能となる。
【００２７】
また、壁部１３０、２３０は、複数の径方向窓６１、６２が形成された壁面１３２、２３２と同じ側に凸となる曲面形状を有しており、壁部１３０等と壁面１３２等の軸方向端面の位置を同じにしている。壁部１３０、２３０を曲面形状とすることにより、平面形状とした場合に比べて強度を向上させることができる。また、壁部１３０等の軸方向端面の位置を壁面２３２等と同じにすることにより、鋳造時の湯流れを良好にして成形性を向上させることができる。これにより、信頼性と造り易さを両立させることができる。
【００２８】
また、壁部１３０、２３０と壁面１３２、２３２を、径方向に延在する連結部１３４、２３４を介して連結されているため、壁部１３０、２３０の強度をさらに向上させることができる。また、フロントハウジング６Ａとリヤハウジング６Ｂの両方に壁部１３０あるいは２３０を設けることにより、防水性をさらに高めることができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、フロントハウジング６Ａとリアハウジング６Ｂの両方に壁部１３０あるいは２３０を設けたが、車両用交流発電機１の取り付け状態によってはフロントハウジング６Ａおよびリアハウジング６Ｂのどちらか一方がほとんど被水しない場合もあるため、このような場合には被水しない（あるいは被水の程度が少ない）側のハウジングについては従来形状を採用し、壁部１３０あるいは２３０を設けないようにしてもよい。
【００３０】
また、上述した実施形態では、壁部１３０と壁面１３２の間に連結部１３４を設けるとともに、壁部２３０と壁面２３２の間に連結部２３４を設けたが、いずれか一方あるいは両方の連結部１３４、２３４を省略したり、一部に貫通穴を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】一実施形態の車両用交流発電機の正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  車両用交流発電機
２  固定子
３  回転子
４  ブラシ装置
５  整流装置
６Ａ  フロントハウジング
６Ｂ  リヤハウジング
７  リヤカバー
８  プーリ
６１、６２  径方向窓
６３、６４  軸方向窓
１１０、１１２、２１０  ステー
１３０、２３０  壁部
１３２、２３２  壁面
１３４、２３４  連結部
【図１】
0005146074.tif 000002
【図２】
0005146074.tif 000003